汽車座椅電動滑軌噪音檢測設備造型設計

摘 "要：針對某型號汽車座椅電動滑軌噪音檢測設備的總體方案與主要零部件結(jié)構，基于人機工程學理論采用Rhino軟件設計了設備的外觀造型。設備整體外觀形態(tài)以直面、直線為主，面與面之間采用圓弧平滑過渡連接的造型風格；色彩配置的主色調(diào)采用白色和藍色相搭配。生產(chǎn)驗證結(jié)果表明：該設計對應的噪音檢測設備實物操作簡潔明了，對同類設備的外觀造型設計具有參考意義。

關鍵詞：汽車座椅；電動滑軌；噪音；檢測設備；造型設計

中圖分類號：TB472；U463.212 " " " " " " 文獻標識碼：A 文章編號：1008-5483（2024）01-0050-04

Appearance Design of Noise Detection Equipment for

Electric Slide Rail of Automobile Seats

Chang Xinxin1， Wang Xing2

（1. School of Art amp; Design， Hubei University of Automotive Technology， Shiyan 442002， China;

2. Hubei Weishitong Auto Parts Co. Ltd， Shiyan 442000， China）

Abstract： In view of the overall scheme and main component structure of noise detection equipment for electric slide rail of automobile seats， the appearance of the equipment was designed using Rhino software based on the ergonomics theory. The overall appearance of the equipment features mainly straight surfaces and lines， with arcs smoothly connecting surfaces. The main colors of the equipment are white and blue. The production verification results show that the actual operation of the noise detection equipment designed on this basis is simple， and it provides a reference for the appearance design of similar equipment.

Key words： automobile seats; electric slide rail; noise; detection equipment; appearance design

汽車座椅的關鍵零部件是滑軌總成。相關標準［1-3］對座椅電動滑軌的質(zhì)量提出具體要求，要求生產(chǎn)企業(yè)嚴格實施電動滑軌噪音限值標準。某公司為滿足汽車座椅電動滑軌的生產(chǎn)檢測需求，原設計制造了一臺座椅電動滑軌噪音檢測設備，整體外形粗糙，結(jié)構布置不規(guī)范，工裝全部裸露在外，達不到噪音檢測標準，且人工加載，操作費力，勞動強度大，作業(yè)環(huán)境差。基于此，文中設計了一種汽車座椅電動滑軌負載運行噪音自動檢測設備。

1 功能特性與技術指標

汽車座椅電動滑軌總成包括固定座椅的外滑軌、連接座椅的內(nèi)滑軌、絲杠、蝸輪蝸桿箱、電機、軟軸、電機支架等，如圖1所示。通過電機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，傳動軟軸帶動左右滑軌內(nèi)置的蝸輪蝸桿轉(zhuǎn)動，蝸輪蝸桿與絲杠嚙合，絲杠向前或向后轉(zhuǎn)動，帶動滑軌上滑道前后移動，從而帶動座椅調(diào)整前后距離，確保駕乘人員安全、舒適。根據(jù)座椅電動滑軌性能參數(shù)要求，噪音自動檢測設備功能與技術指標要求如下：具有2個檢測工位，1個工位檢測，1個工位上下工件，交替循環(huán)完成；電動滑軌總成部件搬運至工位具有自動裝夾松開功能，隔音門具有自動閉合和打開功能；自動檢測電動滑軌總成負載運行噪音；電氣控制采用PLC控制技術和傳感技術；手工與自動操作模式可自由切換；具有安全、噪音監(jiān)控報警功能。

2 總體方案與結(jié)構設計

2.1 方案設計

根據(jù)功能指標與技術要求，噪音自動檢測設備設計［4-5］主要包括隔音室設計、加載裝置設計和噪音自動檢測電氣控制系統(tǒng)設計。文中僅討論機械結(jié)構設計與造型設計?？傮w設計方案如圖2所示，根據(jù)工藝節(jié)拍需要，設置了1個隔音門、2個檢測工位及2個隔音室。同時，每個工位配置1套座椅電動滑軌總成、1個負載運行加載裝置和1套滑軌總成夾緊裝置。

2.2 結(jié)構設計

噪音自動檢測設備機械結(jié)構設計包括隔音室、滑軌總成夾緊裝置、滑軌總成負載運行加載裝置等設計內(nèi)容，如圖3所示，總體結(jié)構主要由機架、隔音門總成、隔音門移位驅(qū)動裝置、夾具與加載裝置、隔音室組成。設置2個隔音室，每個隔音室內(nèi)設置夾具與加載裝置；隔音門裝在支撐座滑道上，與隔音門移位驅(qū)動裝置連接，通過氣缸驅(qū)動隔音門左右移動；為保證操作人員上下料安全，在隔音室門框的兩旁設置了安全光幕。設備運行時，工件由人工或機械手放入左右隔音室內(nèi)的工位上，接著按下自動按鈕，工件被自動夾緊及加載，隔音門隨滑軌總成檢測工藝順序啟閉左右移動，整個工藝過程交替自動循環(huán)完成。

隔音室主要解決車間生產(chǎn)產(chǎn)生的噪音，其設計包括結(jié)構設計和隔音屏障材料的選擇。選擇具有吸音效果好、耐油、耐熱等特性的平板阻性隔聲屏障板，組成封閉的箱式結(jié)構。為提高隔音效果，在隔音室內(nèi)6個面上增加1層隔音材料；同時在隔音室門兩邊安裝液壓緩沖器，減少沖擊、降低噪音。

2.3 加載裝置結(jié)構設計

根據(jù)功能指標要求，擬定加載裝置機械結(jié)構如圖4所示，主要由基座、滑軌總成夾緊裝置、滑軌總成、橡膠墊、加載塊、支架、三軸氣缸等組成。夾緊裝置安裝在基座上，用于滑軌總成的定位夾緊；三軸氣缸體安裝在支架上，活塞桿頭與加載塊活動連接。設備運行時，氣缸活塞桿與加載塊下行，加載塊放置到滑軌上，電動滑軌負載運行。

3 造型設計

3.1 造型草圖設計

設備造型包括加載裝置、隔音室、隔音門、機架、操作面板、三色燈等基本零部件外形結(jié)構和整體造型，造型草圖如圖5所示［6-7］。

3.2 外觀形態(tài)設計

根據(jù)草圖按比例采用Rhino三維軟件中建立模型，設備的外觀造型、內(nèi)部構造、運動空間、加載裝置擺放位置、控制操作件等基本零部件外形結(jié)構和整體結(jié)構如圖6所示。外觀形態(tài)從整體和局部綜合考慮，采用多組封閉式矩形、簡潔、無復雜的造型和結(jié)構，給人簡單明了的視覺效果。規(guī)整的形態(tài)使制造工藝簡單，便于高質(zhì)量、低成本批量生產(chǎn)。

設備左右形體對稱；機體的上下部分形成上輕下重的視覺效果，整體均衡。均衡與穩(wěn)定的形態(tài)在設備運行中容易使操作人員產(chǎn)生安全舒適感。

隔音門的設計是關鍵。隔音門在造型設計上以直線、平面為主，面與面之間圓滑過渡的造型相匹配。“運動方向箭頭標志”“三色燈”“急停按鈕”等警示裝置設置在操作人員的最佳視野區(qū)。為便于觀察隔音室內(nèi)各機構的運行情況，在隔音室內(nèi)設置了攝像頭，在隔音門面板上加裝了顯示屏，實現(xiàn)了視覺觀察和操作的一致性。為保持設備外觀形態(tài)整體美觀及整潔，在隔音室有2個而隔音門只有1個的情況下，增加了1個活動防護門罩，在設備停止工作時罩住，起到了安全清潔防護作用。

3.3 效果圖渲染

造型設計時主要考慮人機、色彩、形態(tài)方面。根據(jù)人機協(xié)調(diào)的原則，外觀色彩搭配適當會帶給人美的享受。色彩設計主要受色彩顏色值RGB、色彩明度L、色彩亮度Y等因素的影響。各分量中，數(shù)值越小，亮度越低，數(shù)值越大，亮度越高。

[L=0.30R+0.59G+0.11BY=0.299R+0.587G+0.114B] （1）

將顏色庫里給出的數(shù)值代入式（1）進行計算，得出色彩設計數(shù)值，如表1所示。色彩特征比較如表2所示。通過Keyshot軟件渲染三維模型［8-9］，效果如圖7所示。為了使檢測設備給予人以典雅、大方、沉穩(wěn)的感覺，使操作人員使用時感到輕松、心情舒暢，選取方案2顏色進行設計，主色調(diào)采用白色和藍色進行搭配。

選擇設備名稱和標志顏色時，為了使文字說明表達清晰明了，選用淺色背景和黑色字體，與設備整體顏色相適應，并且能突出設備名稱。

3.4 設備綜合性能評價

原人工檢測設備如圖8a所示，新研制的自動檢測設備如圖8b所示。新設備在原有基礎上進行改進，滿足了用戶要求，已投入生產(chǎn)。表3列出了新舊設備綜合性能比較評價。

4 結(jié)論

依據(jù)人機工程學理論及人機操作之間的安全設計要素，通過Rhino三維建模軟件，根據(jù)噪音自動檢測設備設計尺寸進行造型設計。外觀造型以長方體為主的設計風格，使得設備造型給予操作人員整體簡潔明了的感覺。主色調(diào)采用白色和藍色相搭配，使操作人員在工作時感到輕松、心情舒暢。在設備造型設計上注重“以人為本”和“綠色設計”的設計理念，結(jié)構新穎，造型美觀，代替了原人工操作檢測設備，改善了作業(yè)環(huán)境，提高了工作效率和檢測準確性，保證了座椅電動滑軌的品質(zhì)。

參考文獻：

［1］ "中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會. 乘用車座椅用滑軌技術條件：QC/T 805—2008［S］. 北京：中國計劃出版社，2008.

［2］ "中華人民共和國工業(yè)和信息化部. 乘用車座椅用電動滑軌技術條件：QC/T 831—2010［S］. 北京：中國計劃出版社，2010.

［3］ "中華人民共和國衛(wèi)生部. 工作場所物理因素測量 第8部分：噪聲：GBZ/T 189.8—2007［S］. 北京：中國標準出版社，2007.

［4］ "鄒慧君，顏鴻森. 機械創(chuàng)新設計理論與方法［M］. 2版. 北京：高等教育出版社，2018.

［5］ "吳宗澤，高志. 機械設計師手冊-上冊［M］. 3版. 北京：機械工業(yè)出版社，2019.

［6］ "常欣欣，石元伍. 金屬制品氣動打標機的降噪與造型設計［J］. 機械設計與研究，2022，38（2）：197-200.

［7］ "黃朝亮. 數(shù)控機床的外觀造型創(chuàng)新設計研究［D］. 北京：北京郵電大學，2013.

［8］ "王坤茜，林捷暉. 數(shù)控機床色彩設計研究［J］. 機床與液壓，2008，36（3）：73-76.

［9］ "Chiu M C，Lin K Z. Utilizing Text Mining and Kansei Engineering to Support Data-driven Design Automation at Conceptual Design Stage［J］. Advanced Engineering Informatics，2018，38（C）：826-839.